CH629888A5

CH629888A5 - Briquet a gaz utilisant une pile solaire comme source electrique auxiliaire.

Info

Publication number: CH629888A5
Application number: CH209579A
Authority: CH
Inventors: Sadao Yoshinaga
Original assignee: Prince Industrial Dev
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1982-05-14
Also published as: US4288209A; GB2018412A; IT7948200A0; DE2908015C2; DE2908015A1; GB2018412B; IT1115105B

Description

La présente invention concerne les briquets à gaz à allumage par décharges électriques, et notamment un briquet de ce type utilisant une pile solaire comme source électrique d'appoint.

Contrairement aux briquets à allumage piézoélectrique, les briquets à allumage par décharges nécessitent une pile dont la durée est relativement limitée surtout en cas d'usage intensif du briquet. Cependant, même si le briquet n'est utilisé que de temps à autre, sa pile doit être remplacée périodiquement. Pour éviter cet inconvénient, on peut utiliser une pile rechargeable au moyen d'une source électrique quelconque. Dans le briquet de l'invention, cette source est une pile solaire qui fournit à la pile rechargeable une quantité d'énergie correspondant à la consommation du circuit d'allumage électronique.

L'emploi des piles solaires comme source électrique principale ou d'appoint se développe de plus en plus pour fournir une énergie électrique illimitée dans certaines applications particulières. Cependant, dans l'état actuel de la technologie, les piles solaires sont relativement encombrantes et complexes, ce qui ne permet pas de les utiliser directement dans un briquet portatif.

L'intérieur d'un briquet à gaz à allumage par décharges est relativement encombré, car il faut y loger une pile, un condensateur, un transformateur haute tension et les circuits correspondants au détriment du volume du réservoir de gaz. Il semble donc difficile d'y loger également une pile solaire sans augmenter exagérément les dimensions du boîtier, ce qui n'est pas souhaitable dans un briquet portatif qui doit pouvoir être utilisé d'une seule main.

La présente invention a donc pour objet un briquet à gaz à peine plus encombrant qu'un briquet portatif classique à allumage par décharges, mais qui comporte une pile solaire incorporée dans le boîtier pour fournir de l'énergie électrique à une pile rechargeable. Ce briquet est défini dans la revendication 1.

Dans une forme d'exécution, ce briquet à gaz est logé dans un boîtier parallélépipédique dont l'une des grandes faces porte une pile solaire qui fournit une énergie suffisante pour recharger la pile intérieure du système d'allumage. La recharge est relativement rapide lorsque la pile solaire est exposée à la lumière du soleil, mais elle peut néanmoins se faire à la lumière d'une lampe fluorescente. La pile solaire et un limiteur de charge sont montés sur une même plaquette isolante qui est introduite dans le boîtier contre le réservoir de gaz et le circuit d'allumage de façon que les cellules solaires apparaissent derrière une fenêtre transparente du boîtier. Le régulateur de charge est relié électriquement au circuit d'allumage pour recharger la pile lorsque les cellules solaires sont exposées à la lumière. La plaquette qui porte les cellules solaires et le régulateur de charge est maintenue en place derrière la fenêtre transparente par des guides et un dispositif de verrouillage capable de résister à des chocs et à des vibrations. Les liaisons électriques avec le circuit d'allumage sont établies par un connecteur fixe lorsque la plaquette est engagée à fond. Ce système de montage de la pile solaire simplifie considérablement l'assemblage du briquet.

Les dessins annexés illustrent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est une vue en perspective d'un briquet à gaz réalisé selon les principes de l'invention.

La fig. 2 est une vue en perspective avec arrachement partiel montrant la structure interne du briquet.

La fig. 3 est un schéma électrique simplifié des circuits d'allumage et de recharge du briquet.

La fig. 4 est une vue en plan de la pile solaire.

La fig. 5 est une vue de profil de la pile solaire.

La fig. 6 est une coupe transversale du boîtier.

Les fig. 7 et 8 sont des coupes transversales partielles illustrant deux variantes du système de montage de la pile solaire.

Le briquet de la fig. 1 est logé dans un boîtier parallélépipédique 11 dont une grande face 1 la comporte une fenêtre transparente 13. Le haut du boîtier est muni d'un couvercle articulé 12 qui, lorsqu'il est fermé, protège la zone de combustion 15. Le brûleur à gaz est entouré d'un pare-vent 14 percé de trous d'admission d'air. La face avant du boîtier 11 porte un interrupteur d'allumage 16, de préférence de type capacitif sans mouvement mécanique.

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On voit, sur la fig. 2, que le boîtier 11 contient un réservoir cylindrique de gaz 18 équipé d'une soupape 17, un circuit générateur de décharges ou circuit d'allumage 30 constitué d'un transformateur haute tension 31, d'un condensateur 32 et d'une pile rechargeable 33, et une pile solaire 40.

Les étincelles sont produites entre une électrode positive 34 qui est électriquement reliée au transformateur haute tension 31, et le bec métallique 19 de la soupape de gaz qui constitue l'électrode négative. Ces étincelles éclatent dans la zone de combustion 15 où le gaz est introduit et se mélange à l'air. La partie supérieure du boîtier 11 contient en outre un mécanisme 20 qui ouvre la soupape de gaz et ferme le circuit électrique lorsque le couvercle 12 est ouvert.

Le mécanisme 20 est constitué d'un plongeur 22 dont l'extrémité est articulée sur un axe 21 du couvercle, et d'un cylindre 23 qui est lui-même articulé sur un axe transversal. Le plongeur 22 est emboîté télescopiquement dans le cylindre 23 et contient un ressort 24 qui prend appui sur le fond du cylindre. Ainsi, le mécanisme 22 sert à maintenir élastiquement le couvercle 12 en position ouverte ou fermée.

Une saillie 23a dépasse sous le cylindre 23 au niveau de son axe d'articulation. Lorsque le couvercle 12 est ouvert, la saillie 23a décrit un petit arc et établit un contact électrique entre une lame recourbée 25 et une borne 26 pour fermer un interrupteur primaire du circuit d'allumage 30. La saillie 23a agit en outre sur une pièce 28 qui soulève le bec 19 pour ouvrir la soupape de gaz 17.

La fig. 3 représente schématiquement l'interconnexion des composants électriques du briquet. Le circuit d'allumage 30 est alimenté par la pile rechargeable 33 (par exemple à l'oxyde d'argent) et par la pile solaire 40 qui fournit le courant électrique nécessaire à la recharge. Un régulateur de charge 35 est intercalé entre la pile solaire 40 et la pile 33. Un circuit élévateur de tension 36 comprend un circuit intégré 36a servant d'onduleur et de redresseur, et un transformateur oscillant 36b. Le circuit 36 est capable d'élever la tension de la pile (par exemple 1,5 V) à une tension beaucoup plus élevée (par exemple 100 V). L'interrupteur primaire 37, qui est fermé lorsque le couvercle 12 du boîtier est ouvert, commande l'alimentation du circuit élévateur de tension 36, mais ce dernier n'est déclenché que lorsque l'utilisateur pose son doigt sur l'interrupteur capacitif 16. A ce moment, le condensateur 32 est chargé par la sortie du circuit 36 et, lorsque sa tension atteint un seuil prédéterminé, un thyristor non commandé 38 devient conducteur par effet d'avalanche. A ce moment, une forte impulsion traverse l'enroulement primaire du transformateur haute tension 31 et induit dans son enroulement secondaire une tension suffisamment élevée pour provoquer une étincelle entre l'électrode positive 34 et le bec 19 du brûleur à gaz.

Le circuit élévateur de tension 36 fonctionne de la manière suivante: le courant continu à basse tension fourni par la pile 33 est transformé en un courant alternatif par l'onduleur du circuit intégré 36a. Le transformateur 36b élève la tension de ce courant alternatif qui est ensuite retransformé en un courant continu par le redresseur du circuit intégré 36a. C'est cette tension continue qui est utilisée pour charger le condensateur 32 jusqu'au seuil de déclenchement du thyristor 38. Le fonctionnement du circuit élévateur 36 est commandé par l'interrupteur capacitif 16 qui est relié à l'une des bornes du circuit intégré 36a.

Le transformateur haute tension 31 fonctionne comme la bobine d'allumage d'un moteur d'automobile, c'est-à-dire qu'une impulsion de courant circulant dans son primaire produit une tension très élevée dans son secondaire pour faire éclater une étincelle électrique entre l'électrode 34 et le bec 19.

Les fig. 4 et 5 représentent les détails de la pile solaire 40 qui comprend une plaquette isolante 41, un certain nombre de cellules solaires rectangulaires 42, un régulateur de charge 43, un circuit imprimé 44 et un film protecteur transparent 46.

Les cellules solaires 42 peuvent être au nombre de six et sont reliées en série par des conducteurs imprimés 45 du circuit 44. Les cellules solaires sont collées ou fixées d'une autre manière sur le circuit imprimé 44 qui comporte une fenêtre rectangulaire permettant d'exposer leurs faces actives à la lumière. La plaquette 41 est fixée de l'autre côté du circuit 44 pour constituer une structure sandwich visible sur la fig. 5.

Le circuit intégré 43 de régulation du courant de charge est également monté sur le circuit imprimé 44 dont les conducteurs 45 aboutissent à deux broches de connexion 45a. On notera que le circuit intégré 43 des fig. 4 et 5 correspond au régulateur de charge 35 de là fig. 3.

La plaquette sandwich de la pile solaire 40 est engagée dans un petit intervalle (moins de 1 mm) qui existe entre la paroi du boîtier 11, d'une part, et le réservoir de gaz 18 et le circuit d'allumage 30, d'autre part. La pile solaire 40 est positionnée latéralement par des guides, décrits ci-après, et son verrouillage longitudinal est assuré par des saillies 39a de l'enveloppe protectrice 39 du circuit d'allumage 30 qui s'engagent dans des trous 47 découpés dans la plaquette sandwich 40.

Les fig. 6, 7 et 8 illustrent diverses variantes du dispositif de montage de la pile solaire derrière la fenêtre transparente 13 du boîtier.

On voit, sur la fig. 6, que les saillies 39a de l'enveloppe protectrice

39 sont engagées dans les encoches 47 de la pile solaire 40. Le positionnement latéral de la pile solaire est assuré par une plaque de guidage 50 qui est fixée à l'arrière de la fenêtre 13, cette dernière étant munie d'une plaque transparente 27. La plaque de guidage 50 est une tôle mince découpée et pliée, dont la partie centrale 51 est évidée pour laisser passer la lumière vers les cellules solaires. Les bords de l'ouverture 51 sont repliés en 52 pour s'accrocher dans la fenêtre 13 et les bords extérieurs de la plaque 50 sont repliés en sens inverse en 53. Ainsi, quand la plaque de guidage 50 a été mise en place dans la fenêtre 13 par l'intérieur du boîtier 11, il suffit d'engager la plaquette

40 entre les rebords de guidage 53 et de l'enfoncer jusqu'à ce que les saillies 39a viennent s'accrocher dans les encoches 47 de la plaquette. Dans cette position, les cellules solaires se trouvent exactement en face de la fenêtre d'exposition 13.

Dans la variante de la fig. 7, c'est la plaque transparente 27 qui sert de guide et remplace la plaque de guidage 50 de la fig. 6. On voit que la plaque transparente 27 se prolonge latéralement en 27a et forme, à l'arrière, des rebords 27b qui servent à guider la plaquette 40. Dans ce cas, la plaque transparente 27 doit être mise en place dans la fenêtre 13 par l'intérieur du boîtier.

Dans la variante de la fig. 8, les bords du boîtier sont repliés vers l'intérieur de part et d'autre de la fenêtre 13 pour former des rebords 13a entre lesquels la plaquette 40 peut s'engager.

Ainsi, lorsque la pile solaire 40 est en place derrière la fenêtre 13, la lumière qui est reçue par les cellules solaires 42 est convertie en une énergie électrique pour recharger la pile 33 du circuit d'allumage.

En pratique, en supposant que le briquet est utilisé vingt fois par jour avec des décharges de lA s répétées deux fois par allumage, la durée quotidienne de la recharge est la suivante:

1) Au soleil (éclairement 80000 à 100000 lux)

Temps de charge 5,5 à 4,5 min

Courant de charge 3,0 à 3,7 mA

2) Temps couvert (éclairement 20000 à 30000 lux)

Temps de charge 22,2 à 15,2 min

Courant de charge 0,19 à 0,37 m A

3) Eclairage artificiel (éclairement 1000 lux)

Temps de charge 7 h

Courant de charge 0,04 mA.

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REVENDICATIONS

1. Briquet à gaz liquéfié et à allumage électronique par décharges dont le circuit d'allumage est alimenté par une pile montée dans le boîtier et produit des étincelles à la sortie du gaz lorsque l'utilisateur actionne un interrupteur accessible de l'extérieur du boîtier, ledit briquet étant caractérisé en ce qu'il comprend une pile solaire en forme de plaquette mince qui est introduite dans le boîtier contre le réservoir de gaz et le circuit d'allumage de manière que ses cellules solaires apparaissent derrière une fenêtre transparente de l'une des faces du boîtier, la pile solaire fournissant, lorsqu'elle est exposée à la lumière, une énergie électrique suffisante pour recharger la pile du circuit d'allumage.
2. Briquet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pile solaire est constituée de plusieurs cellules solaires minces fixées entre une plaquette isolante et un circuit imprimé qui comporte une fenêtre d'exposition, les cellules solaires étant disposées tête-bêche de façon à être reliées en série par les conducteurs du circuit imprimé, et d'un circuit intégré de régulation du courant de charge qui est également monté sur le circuit imprimé.
3. Briquet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'allumage est protégé par une enveloppe formant des saillies extérieures qui s'engagent dans des encoches de la pile solaire de manière à la verrouiller en place lorsqu'elle est engagée à fond dans le boîtier.
4. Briquet selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de guidage sont prévus à l'intérieur du boîtier pour positionner latéralement la pile solaire de manière que ses cellules apparaissent derrière la fenêtre d'exposition lorsqu'elle est engagée à fond dans le boîtier.
5. Briquet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage de la pile solaire constitués par les bords latéraux d'une plaque transparente montée dans la fenêtre d'exposition.
6. Briquet selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de guidage de la pile solaire sont des rebords formés à l'intérieur d'une plaque de verre montée dans la fenêtre d'exposition.
7. Briquet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de guidage de la pile solaire constitués par des rebords intérieurs formés le long des deux bords latéraux de la fenêtre d'exposition.
8. Briquet selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de guidage de la pile solaire comprennent des rebords formés le long des deux bords latéraux de la fenêtre d'exposition.
9. Briquet à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une pile rechargeable, un régulateur de charge intercalé entre la pile solaire et la pile rechargeable, un circuit élévateur de tension portant la tension de la pile rechargeable à une valeur sensiblement plus élevée, un interrupteur primaire monté à l'entrée du circuit élévateur de tension, ledit interrupteur primaire étant fermé lorsque le couvercle du boîtier du briquet est ouvert, un condensateur chargé par la sortie du circuit élévateur de tension, une électrode positive placée à une certaine distance du bec métallique par où sort le gaz, un transformateur haute tension relié à l'électrode positive, un thyristor non commandé intercalé entre le condensateur et le transformateur, ledit thyristor devenant brusquement conducteur lorsque la tension de charge du condensateur atteint une valeur prédéterminée, et un interrupteur d'allumage déclenchant sélectivement le fonctionnement du circuit élévateur de tension.